DE1921181A1

DE1921181A1 - Process for the production of nitrous oxide

Info

Publication number: DE1921181A1
Application number: DE19691921181
Authority: DE
Inventors: Dr H T Baechle; Kohlhaas Rudolf D
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1969-04-25
Filing date: 1969-04-25
Publication date: 1970-11-19
Also published as: IE33761B1; GB1299479A; FI50514C; NL166238B; US3656899A; DE1921181C3; CA917885A; SE362235B; DE1921181B2; FR2040243A1; DK132698C; NL166238C; AT298516B; ES378984A1; DK132698B; NL7005416A; NO131167B; NO131167C; RO63610A; IE33761L

Description

Verfahren zur Herstellung von Dist icltstof fmonoxidProcess for the manufacture of distillate monoxide

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Distickstoffmonoxid (Lachgas) aus ammoniumnitrathaltigen wässrigen Lösungen.The invention relates to a method for producing nitrous oxide (Laughing gas) from aqueous solutions containing ammonium nitrate.

Die industrielle Herstellung des Lachgases erfolgt meist durch Zersetzung von geschmolzenem Ammoniumnitrat. Diese Herstellungsart ist insofern mit Schwierigkeiten verbunden, als erhöhte Anforderungen an die Betriebssicherheit gestellt werden müssen, da die Zersetzung von Ammoniumnitrat leicht zu Explosionen führt.The industrial production of nitrous oxide is mostly carried out by Decomposition of molten ammonium nitrate. This type of production is associated with difficulties in that increased Requirements are placed on operational safety as the decomposition of ammonium nitrate easily leads to explosions.

Nach der US-Patentschrift 3,^11,883 ist ein Verfahren bekannt, Distickstoffmonoxid bei Temperaturen zwischen 100 und 1Λ5 C aus chloridhaltigen salpetersauren wässrigen Lösungen, die Ammoniumnitrat enthalten, herzustellen. Dieses Verfahren erfordert erhebliche Wärmemengen.According to US Pat. No. 3, 11,883, a method is known Nitrous oxide at temperatures between 100 and 1Λ5 C from chloride-containing nitric acid aqueous solutions that contain ammonium nitrate. This procedure requires considerable amounts of heat.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Distickstoffmonoxid durch Zersetzung von Ammoniumnitrat in chloridhaltigen salpetersauren Lösungen bei Temperaturen zwischen 100 und I60 C gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Animormiinnitrat aus Ammoniak und Salpetersäure im Reaktionsgefäß hergestellt und über der Lösung eine ammoniakaiische Atmosphäre aufrecht erhalten wird.There has now been a method of making nitrous oxide by decomposition of ammonium nitrate in chloride-containing nitric acid solutions at temperatures between 100 and 160 ° C found, which is characterized in that the animormini nitrate made of ammonia and nitric acid in the reaction vessel and an ammoniacal atmosphere is maintained above the solution is obtained.

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Die Umsetzung von Ammoniak und Salpetersäure im Reaktionsgefäß zu Ammoniumnitrat und die nachfolgende Zersetzung des Ammoniumnitrats in der Lösung erfolgt bevorzugt bei Temperaturen zwischen 110 und 125 C. Die ammoniakalische Atmosphäre über <ler salpetersauren ammoniunmitrathaltigen Lösung wird dadurch aufrecht erhalten, daß ein Teil des benötigten Ammoniaks in den Gasraum des Reaktionsgefäßes eingeführt wird.The conversion of ammonia and nitric acid in the reaction vessel to ammonium nitrate and the subsequent decomposition of the ammonium nitrate in the solution takes place preferably at temperatures between 110 and 125 C. The ammoniacal atmosphere over <ler Nitric acid ammonium nitrate-containing solution is maintained that part of the ammonia required in the Gas space of the reaction vessel is introduced.

Die Zersetzung des gebildeten Ammoniumnitrats in der wässrigen Lösung läßt sich unter wesentlicher Steigerung der Bildungsgeschwindigkeit des Distickstoffmonoxid-s in Gegenwart von Katalysatoren durchführen. Als Katalysatoren werden in das Reaktionsgefäß Mangan-, Kupfer-, per-, Blei-, Vismut-, Kobaltoder Nickeüonen oder deren Gemische verwendet. Diese Metallionen werden in Form der üblichen Salze z.B. Nitrate, Chloride oder Sulfate eingebracht. Selbstverständlich können jedoch auch andere vorzugsweise lösliche Verbindungen der genannten Metalle verwendet werden. Ein sehr gut wirksamer I^fcalysator ist Mangan, besonders in der zweiwertigen Form. Die Menge des zugesetzten katalytisch wirksamen Metallions richtet sich nach dem Ammoniumnitratgehalt der Lösung im Reaktionsgefäß. Bei ho-, hem Aramoniumnitratgehalt der Zersetzungslösung sollte eine größere Menge an katalytisch wirksamen Metallionen hinzugesetzt werden, als bei einem geringeren Ammoniumnitratgehalt. Die zugesetzte Menge an katalytisch wirksamen Metallionen sollte 10 Mol % (bezogen auf das in der Reaktionslösung vorhandene Ammoniumnitrat) nicht übersteigen, weil sonst*die Löslichkeit des Ammoniumnitrats in der wässrigen Lösung zurückgedrängt würde. Die optimale Menge des Katalysatorzusatzes liegt bä etwa 0,5 bis 3,5 Mol % des katalytisch wirksamen Metalliones bezogen auf Ammoniumnitrat. Bei der Verwendung des besonders bevorzugten Mangan-II-.Ioris kann man, ohne den optimalen Bereich zu verlassen, bis auf 5 Mol % Manganionen, bezogen auf das Ammoniumnitrat, steigern.The decomposition of the ammonium nitrate formed in the aqueous solution can be carried out in the presence of catalysts with a substantial increase in the rate of formation of the nitrous oxide. Manganese, copper, per, lead, vismuth, cobalt or nickel ions or mixtures thereof are used as catalysts in the reaction vessel. These metal ions are introduced in the form of the usual salts, for example nitrates, chlorides or sulfates. Of course, other preferably soluble compounds of the metals mentioned can also be used. Manganese is a very effective catalyst, especially in the divalent form. The amount of the catalytically active metal ion added depends on the ammonium nitrate content of the solution in the reaction vessel. If the decomposition solution has a high aramonium nitrate content, a larger amount of catalytically active metal ions should be added than if the ammonium nitrate content is lower. The amount of catalytically active metal ions added should not exceed 10 mol% (based on the ammonium nitrate present in the reaction solution), because otherwise * the solubility of the ammonium nitrate in the aqueous solution would be reduced. The optimal amount of catalyst addition is about 0.5 to 3.5 mol % of the catalytically active metal ion based on ammonium nitrate. When using the particularly preferred Manganese II .Ioris, it is possible, without leaving the optimum range, to increase up to 5 mol % of manganese ions, based on the ammonium nitrate.

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Überraschenderweise ergibt eich, daß die Katalysatoren nicht nur die Bildungsgeschwindigkeit des Distickstoffmonoxids steigern, sondern daß die Katalysatoren auch die Verwendung von verunreinigten Ausgangsstoffen ohne Verminderung der Bildungsgeschwindigkeit des Distickstoffmonad.de ermöglichen. Surprisingly, it turns out that the catalysts not only increase the rate of formation of dinitrogen monoxide, but that the catalysts also enable the use of contaminated starting materials without reducing the rate of formation of dinitrogen monoxide.

Das erfindungsgemäße Verfahren sei an Hand der Darstellung näher erläutert. Dabei sind, um die Zeichnung übersichtlich zu halten, Pumpen, Ventile, Überwachungs- und Nachdosiereinrichtungen nicht dargestellt. The method according to the invention will be explained in more detail with reference to the illustration. In order to keep the drawing clear, pumps, valves, monitoring and post-metering devices are not shown.

In der Darstellung ist das Reaktionsgefäß unt-erteilt, und zwar in den Zersetzungskolben 1 und die Kolonne 2. Es ist natürlich möglich, das· Reaktionsgefäß als Einheit zu gestalten oder auch eine mehr als zweistufige Unterteilung vorzunehmen. Zur Durchführung des Verfahrens wird über die Leitungen 3 und k gasförmiges Ammoniak in den Zersetzungskolben 1 und in den Gasraum des gesamten Reaktionsgefäßes eingeleitet. Das durch die Leitung k einfließende Ammoniak dient zur Aufrechterhaltung der ammoniakalisehen Atmosphäre über der ammoniumnitrathaltigen sich zersetzenden Lösung. Durch die Leitung 5 fließt Salpetersäure mit-einer Konzentration zwischen 30 und 100 % in den Zersetzungskolben. Um die Zersetzung des sich bildenden Ammoniumnitrats in der wässrigen Salpetersäuren Lösung zu beschleunigen, wird durch eine einmalige oder ständige Zugabe von chloridhaltigen Verbindungen ein geringer Gehalt an Chloridionen in dieser Lösung aufrecht erhalten. Als chloridhaltige Verbindungen werden im allgemeinen Salzsäure oder Ammoniumchlorid verwendet. Der Gehalt an Chloridionen liegt normalerweise unter 0,2 %. Ein erhöhter Chloridgehalt ist nicht schädlich, er führt jedoch zu erhöhten Chloridverlusten in Form von mitgerissenem oder absublimiertem Ammoniumchlorid. Die Zugabe dieser chloridhaltigen Verbindungen erfolgt bei Betriebsbeginn mindestens zu einem Teil in den Zersetzungskolben. Sobald der stationäre Zustand des erfindungsgeraäßen VerfahrensIn the illustration, the reaction vessel is indicated, namely in the decomposition flask 1 and the column 2. It is of course possible to design the reaction vessel as a unit or to divide it into more than two stages. To carry out the process, gaseous ammonia is introduced into the decomposition flask 1 and into the gas space of the entire reaction vessel via lines 3 and k. The ammonia flowing in through line k serves to maintain the ammoniacal atmosphere above the ammonium nitrate-containing decomposing solution. Nitric acid with a concentration between 30 and 100 % flows through line 5 into the decomposition flask. In order to accelerate the decomposition of the ammonium nitrate that forms in the aqueous nitric acid solution, a single or constant addition of chloride-containing compounds maintains a low content of chloride ions in this solution. Hydrochloric acid or ammonium chloride are generally used as the chloride-containing compounds. The chloride ion content is normally below 0.2 %. An increased chloride content is not harmful, but it does lead to increased chloride losses in the form of entrained or sublimated ammonium chloride. At the start of operation, at least some of these chloride-containing compounds are added to the decomposition flask. As soon as the steady state of the method according to the invention

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erreicht ist, kann die gegebenenfalls notwendige weitere Zur gäbe von chloridhalt igen Verbindungen in allen Teilen der dargestellten Apparatur erfolgen.has been reached, the possibly necessary additional supply of chloride-containing compounds can be found in all parts of the illustrated Apparatus done.

Ammoniak und Salpetersäure reagieren exotherm im Zersetzungskolben zu Ammoniumnitrat. Die Zersetzung von Ammoniumnitrat zu Dißtickstoffraonoxid ist ebenfalls exotherm. Durch die freigesetzten Wärmemengen erwärmt sich die Lösung im Zersetzungskolben auf Temperaturen zwischen 100 und I60 C. Diese Lösung setzt sich etwa wie folgt zusammen:Ammonia and nitric acid react exothermically in the decomposition flask to form ammonium nitrate. The decomposition of ammonium nitrate too Disitrogen oxide is also exothermic. Through the released The solution in the decomposition flask heats up to temperatures between 100 and 160 C. This solution is composed roughly as follows:

15 - 35 % Salpetersäure, '15 - 35 % nitric acid, '

30 - 50 % Ammoniumnitrat,30 - 50 % ammonium nitrate,

15 - 55 % Wasser, ,15 - 55 % water,

QOl - 0,1 % ChlorionenQOl - 0.1 % chlorine ions

und gegebenenfalls katalytisch wirksame Mengen der genannten Metallionen. Das sich bei der Zersetzung bildende Distickstofftnonoxid und der gebildete Wasserdampf steigen vom Zersetzungskolben in die Kolonne 2 auf. Das gebildete Distickstoffmonoxid enthält neben Wasserdampf noch mitgerissene Salpetersäure, Nitrosylchlorid, Ammoniumnitrat und in Spuren Stickstoff und andere Stickoxide. Beim Aufsteigen dieser Gase vom Zersetzungskolben in die Kolonne werden sie mit dor ammoηiakaIischen Atmosphäre über der Lösung vermischt. Dazu dient das gasförmige Ammoniak, das über die Leitung k in den Gasraum des Iteaktionsgefäßes eingespeist wird» Das Ammoniak neutralisiert die mitgerissenen sauren Bestandteile der Zersetzungslösung. Die entstehende Neutralisationswärrne erwärmt die unteren Teile der Kolonne, die heißen Gase werden durch Einsprühen einer wässrigen Ammoniumnitrat lösung im oberen Koloimenteil gekühlt.. Dadurch wird im oberen und im mittleren Kolonnenbereich der Waeseranteil des Gnses kondensiert. Gleichzeitig werden d>e mitgerissenen oder gebildeten Ammoniumsalze ausgewaschen.and optionally catalytically effective amounts of said metal ions. The nitrous oxide formed during the decomposition and the water vapor formed rise from the decomposition flask into the column 2. In addition to water vapor, the nitrous oxide formed also contains entrained nitric acid, nitrosyl chloride, ammonium nitrate and traces of nitrogen and other nitrogen oxides. When these gases rise from the decomposition flask into the column, they are mixed with the ammoniacal atmosphere above the solution. The gaseous ammonia, which is fed into the gas space of the reaction vessel via line k , is used for this purpose. The ammonia neutralizes the acidic constituents of the decomposition solution that are carried along. The resulting heat of neutralization heats the lower parts of the column, the hot gases are cooled by spraying an aqueous ammonium nitrate solution in the upper part of the column. As a result, the water content of the gas is condensed in the upper and middle area of the column. At the same time the entrained or formed ammonium salts are washed out.

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Im Sumpf der Kolonne sammelt sich die eingesprühte Lösung, die das kondensierte Wasser und die im Gasraum gebildeten ■ oder mitgerissenen Bestandteile aufgenommen hat. Die Lösung im Kolonnensumpf hat eine Temperatur zwischen etwa 50 und 110 C. Der größte Teil der Lösung aus'dem Kolonnensumpf wird über die Leitungen 7 und 8 in einen Wärmeaustauscher 9 gepumpt und dort nach Abkühlung über diese Leitung 10 und die Sprühdüsen 6 wieder in die Kolonne eingeführt. Die im Wärmeaustauscher 9 gewonnene Wärmeenergie dient zur Beheizung des Urdampfers 12. In diesem Verdampfer wird ein kleinerer Teil der aus dem Kolonnensumpf stammenden Lösung über die Leitung 11 eingeführt und unter Ausnutzung der im Wärmeaustauscher gewonnenen Wärme konzentriert. Dabei arbeitet man vorzugsweise unter vermindertem Druck, man kann aber auch bei Normaldruck arbeiten. Falls man die eingesprühte Lösung und die aus dem Kolonnensumpf abgezogene Lösung auf niedrige Temperaturen, (etwa im Bereich zwischen 50 und 80 C) einstellt, wird man durch eine Zusatzheizung die Verdampfung des Wassers beschleunigen. Die im Verdampfer aufkonzentrierte anunoniumnitrathaltige Lösung fließt über die Leitung 13 in den Zersetzungskolben 1 zurück.The sprayed-in solution, the condensed water and that formed in the gas space collects in the bottom of the column ■ has absorbed or entrained components. The solution in the column bottom has a temperature between about 50 and 110 C. Most of the solution from the column bottom is pumped into a heat exchanger 9 via lines 7 and 8 and there, after cooling, reintroduced into the column via this line 10 and the spray nozzles 6. The one in the heat exchanger The thermal energy obtained is used to heat the original steam generator 12. A smaller one is used in this evaporator Part of the solution originating from the column bottom is introduced via line 11 and utilizing the in the heat exchanger The heat gained is concentrated. The process is preferably carried out under reduced pressure, but normal pressure can also be used work. If the sprayed-in solution and the solution withdrawn from the bottom of the column are reduced to low temperatures, (approximately in the range between 50 and 80 C) is set the evaporation of the water can be accelerated by additional heating. The ammonium nitrate containing concentrated in the evaporator Solution flows back into the decomposition flask 1 via line 13.

Zur Überwachung des pH-Wertes der umgepumpten und in die Kolonne eingesprühten Lösung sind entsprechende pH-Meßeinrichtungen angebracht, wobei gegebenenfalls durch geringe Zugabe von Salpetersäure oder Ammoniak ein pH-Wert zwischen 6,3 und 10,5 eingestellt wird. Im allgemeinen wird die Lösung, die in den Verdampfer 12 eingefühi-t wird, noch gesondert überwacht und in bevorzugter Weise durch Zugabe geringer Säuremengen auf einen schwachsauren pH-Bereich eingestellt. Man vermeidet dadurch Ammoniakverluste im Verdampfer. Audi der Gehalt an Chlorid (Ammoniumchlorid) muß bei kontinuierlicher Betriebsweise überwacht werden. Geringe Mengen an Ammoniumchlorid oder SalzsäureFor monitoring the pH of the pumped over column and in the column Appropriate pH measuring devices are attached to the sprayed-in solution, where appropriate by adding a small amount of nitric acid or ammonia has a pH value between 6.3 and 10.5 is set. In general, the solution found in the evaporator 12 is introduced, is monitored separately and preferably by adding small amounts of acid set a weakly acidic pH range. This avoids ammonia losses in the evaporator. Audi the content of chloride (Ammonium chloride) must be monitored during continuous operation. Small amounts of ammonium chloride or hydrochloric acid

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BADBATH

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werden, falls Verluste auftreten, ständig, oder von Fall zu Fall nachdosiert.are, if losses occur, continuously or on a case-by-case basis.

Example 1 :

Gemäß der Darstellung wird eine Apparatur zur Darstellung von Dxstickstoffmonoxid aufgebaut.According to the illustration, an apparatus for the preparation of nitrogen monoxide is set up.

Ein Glaskolben (Zersetzungskolben) mit einem Volumen von 20 und eine 3 m lange Kolonne dienen als Reaktionsgefäß. Die Kolonne hat einen Durchmesser von 10 cm und ist im oberen Teil mit 6 mm großen Raschig-Ringen gefüllt. Am Kopf der Kolonne befindet sich eine Sprüheinrichtung; die eingesprühte Lösung wird durch eine Leitung vom Wärmeaustauscher herangeführt. Der Sumpf der Kolonne ist durch Leitungen mit dem Wärmeaustauscher sowie mit dem Verdampfer verbunden. Der Verdampfer besteht aus einem 20 1 Glaskolben. Zwischen Zersetzungskolben und Verdampfer befindet sich ebenfalls eine Leitung.A glass flask (decomposition flask) with a volume of 20 and a 3 m long column serve as the reaction vessel. The column has a diameter of 10 cm and is filled in the upper part with 6 mm large Raschig rings. Located at the head of the column a spray device; the sprayed-in solution is brought in through a pipe from the heat exchanger. The swamp the column is connected by pipes to the heat exchanger and to the evaporator. The evaporator consists of a 20 liter glass flask. There is also a line between the decomposition flask and the evaporator.

Zu Betriebsbeginn werden in entsprechenden Teilschritten dem Reaktionssyst—em insgesamt 750 g Animoniumchlorid oder entspi-echende Mengen an Salzsäure zugegeben. In den Zersetzungskolben werden vorsichtig Salpetersäure und Ammoniak eingegeben. Sobald die Reaktion stationär verläuft werden stündlich 6,56 reine 50 !»-Salpetersäure und 864 1 Ammoniakgas unter Normaldruck direkt in die Lösung eingeführt. "Im Zersetzungskolbcn bildet sich in exothermer Reaktion Ammoniumnitrat in einer salpetersauren Lösung. Die Lösung erwärmt sich auf eine Temperatur von 116 bis Ii8 C, dabei bildet sich Disti-ckstof fmonoxid mit einer Bildungsgeschwindigkeit von etwa 0,5 Mol Dxstickstoffmonoxid pro Mol Ammoniumnitrat und Stunde.At the start of operation, the Reaction system a total of 750 g ammonium chloride or equivalent Amounts of hydrochloric acid added. In the decomposition flask nitric acid and ammonia are carefully entered. As soon as the reaction is stationary, an hourly rate of 6.56 pure 50! »- nitric acid and 864 liters of ammonia gas under normal pressure introduced directly into the solution. "In the decomposition flask ammonium nitrate is formed in an exothermic reaction in a nitric acid Solution. The solution heats up to a temperature of 116 to 18 ° C, during which nitrogen monoxide is formed with a rate of formation of about 0.5 mole of nitrogen monoxide per mole of ammonium nitrate per hour.

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Dae aufsteigende Distickstoffmonoxid enthält unmittelbar über der Lösung noch sehr viel Wasserdampf, Salpetersäure! Stickstoffdioxid, Stickstoffmonoxid sowie Spuren von Salzsäure, Chlor, Nitrosylchlorid sowie Stickstoff. Die ammoniakalische Atmosphäre über der sich zersetzenden Lösung bewirkt die Neutralisation der sauer reagierenden Bestandteile. Die alkalische Atmosphäre in dem Gasraum wird dadurch aufrecht erhalten, daß über die Leitung 4 stündlich 712 1 Ammoniak eingeführt werden. Die aufsteigenden heißen ammoniakalischeη Gase gelangen in die Kolonne. Im oberen Teil der Kolonne wird verdünnte Ammoniumnitratlösung mit einem pH-Wert von etwa bei einer Temperatur von etwa .6.0 - 70 C'eingesprüht. Das aufsteigende heiße Gas tritt in Kontakt mit der eingesprühten Lösung, dabei kondensiert der Wasserdampfanteil und das überschussige Ammoniak und die gebildeten Salze werden gelöst. Das im oberen Teil der Kolonne abgezogene und anschließend gewaschene und getrocknete Rohlachgas besteht zu etwa 98 % aus Distickstoffmonoxid. Der Rest ist im wesentlichen Stickstoff.The rising nitrous oxide contains a lot of water vapor immediately above the solution, nitric acid! Nitrogen dioxide, nitrogen monoxide and traces of hydrochloric acid, chlorine, nitrosyl chloride and nitrogen. The ammoniacal atmosphere above the decomposing solution neutralizes the acidic components. The alkaline atmosphere in the gas space is maintained in that 712 liters of ammonia are introduced every hour via line 4. The rising hot ammoniacal gases enter the column. In the upper part of the column, dilute ammonium nitrate solution with a pH value of approx. At a temperature of approx. 6.0 - 70 ° C is sprayed. The rising hot gas comes into contact with the sprayed-in solution, the water vapor content condenses and the excess ammonia and the salts formed are dissolved. The crude nitrous oxide drawn off in the upper part of the column and then washed and dried consists of about 98 % nitrous oxide. The remainder is essentially nitrogen.

Die eingesprühte verdünnte Aminoniumnit ratio sung ist durch den Kontakt mit den heißen Gasen und durch die Kondensation des Wasserdampfes auf Temperaturen von etwa 80 - 100 C erwärmt worden. Die Lösung enthalt jetzt neben dem Ammoniumnitrat noch geringe Mengen an Ammoniumchlorid und an freiem Ammoniak. Die Lösung sammelt sich im Sumpf der Kolonne und wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 1 pro Stunde abgezogen. Davon werden stündlich etwa 190 1 über den Wärmeaustauscher gekühlt und*die Kolonne zurückgepumpt. Die restlichen 10 1 werden unter Zugabe von etwa 64 ml 50 °o-iger Salpetersäure in den 20 I fassenden Verdampfer eingeführt. Diese stündlich anfallenden 10 1 der verdünnten wässrigen Ammoniumnitratlösung stellen praktisch den aus der Zersetzungsreakticn des Ammoniumnitrats stammendenThe diluted Aminoniumnit ratio solution sprayed in is through the Contact with the hot gases and the condensation of the water vapor to temperatures of around 80 - 100 ° C. The solution now contains small amounts of ammonium nitrate as well as Amounts of ammonium chloride and free ammonia. The solution collects in the bottom of the column and is at a speed subtracted from about 200 liters per hour. Of this, about 190 liters per hour are cooled via the heat exchanger and * the Column pumped back. The remaining 10 l are added to the 20 l with the addition of about 64 ml of 50 ° o nitric acid Introduced vaporizer. This 10 1 per hour of the dilute aqueous ammonium nitrate solution is practical those resulting from the decomposition reaction of ammonium nitrate

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Wasseranteil dar, der in der Kolonne kondensiert wurde« Im Stationären Zustand werden davon etwa 7 1 Wasser itn Verdampfer entfernt. Die Lösung in dem Verdampfer weist einen pH-Wert ,von etwa 4,5 auf und wird auf eine etwa 68 Ji-ige Amraoniumnitratlösung aufkonzentriert. Pro Stunde werden etwa 3*2 kg dieser konzentrierten Lösung aus dem \brdampfer in den Zersetzungskolben überführt. The water content that was condensed in the column. In the steady state, about 7 liters of water are removed in the evaporator. The solution in the evaporator has a pH value of about 4.5 and is concentrated to an approximately 68 Ji ammonium nitrate solution. About 3 * 2 kg of this concentrated solution are transferred from the steamer to the decomposition flask every hour.

Im stationären Zustand erhält man etwa 15'iO 1 eines Rohlachgases der oben angegebenen Zusammensetzung pro Stunde. Die Aus- In the steady state, about 15% of a crude nitrous oxide of the composition given above is obtained per hour. From-

.beute bezogen auf die eingesetzte Salpetersäure beträgt da- mit etwa 97,5 %· .The yield based on the nitric acid used is therefore about 97.5 %

Example 2:

Analog Beispiel 1 werden Ammoniak und technische Salpetersäure zu Distickstoffmonoxid umgesetzt. Dabei wird die Zersetzung in Gegenwart von Katalysatoren durchgeführt. Die Folge der Aufstellung zeigt den Einfluß eines Zusatzes bestimmten Metallverbindungen auf die Bildungsgeschwindigkeit des Distickstoffmonoxids. In the same way as in Example 1, ammonia and technical grade nitric acid are converted to nitrous oxide. The decomposition in Carried out in the presence of catalysts. The sequence of the list shows the influence of the addition of certain metal compounds on the rate of formation of nitrous oxide.

Durch die gesteigerte Bildungsgeschwindiglceit kann man die Raumzeitausbeute wesentlich erhöhen. So erlaubt die Zugabe von 4t00 g Kobaltnitrat in der Anordnung gemäß Beispiel 1 eine Steigerung des Umsatzes und zwar auf einen Ammoniakverbräuch von 2O6O 1 und einen Salpetersäureverbrauch von 7»0 1 6l S-iger technischer Salpetersäure. Die Ausbeute an Lachgas steigt dann auf etwa 2000 1.Due to the increased educational speed you can Significantly increase space-time yield. The addition of 4t00 g cobalt nitrate in the arrangement according to Example 1 allows an increase of the conversion, namely to an ammonia consumption of 2O6O 1 and a nitric acid consumption of 7 »0 16 liters of S-iger technical nitric acid. The nitrous oxide yield then rises to around 2000 1.

'Q09847/U27'Q09847 / U27

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Fw 6051Fw 6051

Katalysatorcatalyst IonenIons Art und
setztenKind and
put kgkg Menge der
VerbindungAmount of
link zuge-Trains- ^H2° ^H 2 ° BiIdungsgeschwindig
keit (Mol N-O/Mol
NH. NO -hj * Education speed
speed (Mol NO / Mol
NH. NO -hj * kgkg 0.50.5 ο fine
Mn - ο fine
Mn - 0,3850.385 kgkg Mn(NO₃)₂·Mn (NO ₃ ) ₂ 66th 0,700.70 ItIt 1,931.93 kgkg titi 0,900.90 1111th 3,853.85 kgkg IlIl 0,820.82 ItIt IonenIons 1,601.60 kgkg MnSO^-SH₂ MnSO ^ -SH ₂ OO H₂OH ₂ O 0,900.90 ItIt IonenIons 0,210.21 kgkg KMnO^KMnO ^ R₂OR ₂ O 0,650.65 Cu -Cu - IonenIons 0,400.40 kgkg Cu(NO₃J₂-Cu (NO ₃ J ₂ - 66th --- 0,640.64 Ce -Ce - IonenIons 0,540.54 kgkg Ce(SO^)₂-Ce (SO ^) ₂ - 44th H₂OH ₂ O 0,650.65 Pb -Pb - IonenIons 0,4450.445 kgkg Pb(NO₃J₂ Pb (NO ₃ J ₂ H₂OH ₂ O 0,640.64 Bi -Bi - IonenIons 0,650.65 kgkg Bi(NO₃J₃'Bi (NO ₃ J ₃ ' 55 ^H2° ^H 2 ° 0,600.60 Co -Co - 0,400.40 Co(NO₃J₂-Co (NO ₃ J ₂ - 66th 0,650.65 Ni -Ni - 0,400.40 Ni(NO₃J₂-Ni (NO ₃ J ₂ - 66th 0,700.70

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Claims

This does not become effective IO - Fw 6051 patent claims:

1) Process for the production of nitrous oxide by Decomposition of ammonium nitrate in aqueous chloride-containing nitric acid solutions in a reaction vessel at temperatures between about 100 and 160 C, characterized in that that the ammonium nitrate is made from ammonia and nitric acid in the reaction vessel and above the solution an ammoniacal atmosphere is maintained.

2) Method according to claim 1, characterized in that the Process in the presence of catalytically effective amounts of manganese, copper, cerium, lead, bismuth, cobalt or nickel ions or is carried out on their mixture.

3) Method according to claim 2, characterized in that the catalytically active ions are used in an amount of up to 10 mol % based on the ammonium nitrate present in the nitric acid solution.

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BAD ORfGINAL